Το πυρίτιο έχει έναν εκπληκτικά μεγάλο αριθμό λειτουργιών στη ζωή των φυτών και είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε συνθήκες στρες. Ο ρόλος του πυριτίου μπορεί να συγκριθεί με τον ρόλο των δευτερογενών οργανικών μεταβολιτών που επιτελούν προστατευτικές λειτουργίες στα φυτά. Βλέποντας το πλήρες φάσμα των ρόλων που παίζει το πυρίτιο στα φυτά κάτω από διάφορες πιέσεις, οι σημερινοί παγκόσμιοι επιστήμονες παραδέχονται ότι απέχουν ακόμη πολύ από την ανάπτυξη μιας «ενοποιημένης θεωρίας» του πυριτίου στη βιολογία και τη γεωργία.
Το πυρίτιο λειτουργεί σε ένα φυτό
Το πυρίτιο έχει σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη και ανάπτυξη των φυτών, αυξάνει τις αποδόσεις και βελτιώνει την ποιότητα των προϊόντων. Ταυτόχρονα, η θετική επίδραση του πυριτίου είναι ιδιαίτερα αισθητή στα φυτά υπό συνθήκες στρες. Το πυρίτιο δίνει στα φυτά μηχανική αντοχή, ενισχύει τα κυτταρικά τοιχώματα, εξασφαλίζοντας την ακαμψία των διαφόρων οργάνων των φυτών.
Το πυρίτιο σε βέλτιστες δόσεις προάγει τον καλύτερο μεταβολισμό του αζώτου και του φωσφόρου στους ιστούς, αυξάνει την κατανάλωση βορίου και πολλών άλλων στοιχείων. παρέχει μείωση της τοξικότητας υπερβολικών ποσοτήτων βαρέων μετάλλων. Η βελτιστοποίηση της θρέψης του φυτού με πυρίτιο οδηγεί σε αύξηση της επιφάνειας των φύλλων. Σε τέτοιες συνθήκες, σχηματίζονται πιο ανθεκτικά κυτταρικά τοιχώματα στα φυτά, με αποτέλεσμα να μειώνεται ο κίνδυνος των καλλιεργειών κατασκήνωσης, καθώς και η ζημιά τους από ασθένειες και παράσιτα.
Μία από τις σημαντικές λειτουργίες των ενεργών μορφών πυριτίου είναι να διεγείρουν την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος. Μελέτες σε δημητριακά, εσπεριδοειδή, λαχανικά και κτηνοτροφικά χόρτα έχουν δείξει ότι όταν βελτιωθεί η διατροφή με πυρίτιο των φυτών, ο αριθμός των δευτερογενών και τριτογενών ριζών αυξάνεται κατά 20-100% ή περισσότερο. Η διατροφική ανεπάρκεια πυριτίου είναι ένας από τους περιοριστικούς παράγοντες στην ανάπτυξη του ριζικού συστήματος των φυτών. Η βελτιστοποίηση της διατροφής με πυρίτιο βρέθηκε ότι αυξάνει την αποτελεσματικότητα της φωτοσύνθεσης και τη δραστηριότητα του ριζικού συστήματος.
Χαρακτηριστικά στοιχείου
Είναι απαραίτητο να επισημανθούν ορισμένες κανονικότητες που διακρίνουν το πυρίτιο από άλλα στοιχεία της φυτικής ζωής.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου είναι ότι σχεδόν όλα τα φυτά (με σπάνιες εξαιρέσεις) μπορούν να καλλιεργηθούν χωρίς πυρίτιο σε θρεπτικό υλικό. Ακόμη και πυριτικά φυτά όπως το ρύζι και το σιτάρι.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό είναι ότι το πυρίτιο συσσωρεύεται στα φυτά σε μεγάλες ποσότητες, οι οποίες συχνά υπερβαίνουν την απορρόφηση των κύριων μακροθρεπτικών συστατικών (άζωτο, φώσφορος και κάλιο). Επομένως, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο κυμαίνεται μεταξύ 0,1 και 10% του ξηρού βάρους, ενώ, για παράδειγμα, για το άζωτο αυτό το εύρος είναι μεταξύ 0,5 και 6%, για κάλιο: 0,8, 8-0,15%, φώσφορο: 0,5, XNUMX -.% . Δηλαδή, η διασπορά της συγκέντρωσης του πυριτίου είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από αυτή των άλλων στοιχείων.
Είναι πολύ σημαντικό να σημειωθεί ότι όταν καλλιεργούνται υπό ευνοϊκές τεχνητές συνθήκες, τα φυτά πρακτικά δεν απαιτούν πυρίτιο.
Υπάρχουν τρεις ομάδες φυτών ανάλογα με την περιεκτικότητα σε πυρίτιο σε ξηρή ύλη:
- περιεκτικότητα σε πυρίτιο μεγαλύτερη από 5% (ρύζι, ζαχαροκάλαμο κ.λπ.).
- περιεκτικότητα σε πυρίτιο μεγαλύτερη από 1% (κριθάρι, σίκαλη κ.λπ.).
- η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι μικρότερη από 1% (για παράδειγμα, δικοτυλήδονα: αγγούρι, ηλίανθος κ.λπ.).
Μορφή πυριτίου στους φυτικούς ιστούς.
Στους φυτικούς ιστούς, το πυρίτιο βρίσκεται με τη μορφή υδατοδιαλυτών ενώσεων όπως το ορθοπυριτικό οξύ (H4ΣιΟ4), αιθέρες ορθοπυριτίου, καθώς και με τη μορφή αδιάλυτων ορυκτών πολυμερών και κρυσταλλικών ακαθαρσιών. Ως μέρος της οργανικής ύλης των φυτικών ιστών, το Si σχηματίζει εστέρες ορθοπυριτίου υδροξυαμινοξέων, υδροξυκαρβοξυλικών οξέων, πολυφαινολών, υδατανθράκων, στερολών, καθώς και παράγωγα αμινοξέων, αμινοζάχαρων και πεπτιδίων. Οι πιο σημαντικές διαλυτές μορφές πυριτίου στα φυτά και στο σύστημα εδάφους-φυτών είναι τα μονοπυριτικά και πολυπυριτικά οξέα. Αυτές οι ανόργανες ενώσεις υπάρχουν πάντα σε φυσικά υδατικά διαλύματα. Επιπλέον, υπάρχει στενή σχέση μεταξύ τους.
